Torsdagen 28 februari 2013.- En utredning som leddes av Higher Council for Scientific Research (CSIC) har lyckats utforma en mutant version av detta enzym som upprätthåller sin oxidationsreducerande kapacitet under de hårda miljöförhållandena i blodomloppet.
Lacasa är ett enzym känt för sin höga förmåga att oxidera ett brett spektrum av substrat i naturen, för detta använder det syre från luften och släpper vatten som enda biprodukt. En ny mutantversion av detta enzym bibehåller sin oxidationsreducerande kapacitet under de hårda miljöförhållandena i blodomloppet.
"Målet med denna mutant är att fungera som ett element i ett batteri som genererar den ström som är nödvändig för att driva implanterbara nanoskopiska enheter i blodkärlen, " förklarar forskaren vid Institute of Catalysis and Petrochemical of CSIC och ansvarig för arbetet, Miguel Mayor.
Den oxidationsreducerande kapaciteten hos de ursprungliga formerna av laccas hämmas praktiskt taget av blodets pH och den höga saltkompositionen. Enligt forskningen, publicerad idag i tidskriften Chemistry & Biology, är blodaktiviteten hos det mutanta laccaset 42 000 gånger högre än för samma enzym i sitt ursprungliga tillstånd.
Som CSIC förklarar i ett pressmeddelande har processen för att ge upphov till mutanten baserat på riktad evolution. Denna metod återskapar processerna för naturlig evolution anpassade till de önskade miljöerna. CSIC-forskaren medger att "det var nödvändigt en massiv utforskning av mutantbibliotek och analys av mer än 10 000 kloner för att utforma den lämpliga mutanten: ChU-B-laccaset".
Båda nämnda versionen av enzymet och metoden för att utveckla det har gett upphov till CSIC-patent.
På samma sätt som i naturen tar laccaset emot elektroner från olika underlag, när det är immobiliserat i katoden hos en nanopila tar det elektronerna från anoden, där ett annat enzym oxiderar blodglukos. På detta sätt produceras en kontinuerlig elektrisk ström som gör det möjligt att generera den nödvändiga kraften för att hela enheten ska fungera.
Målet med denna energikälla är att mata implanterbara chips som informerar sjukhuset trådlöst och i realtid om koncentrationen av olika metaboliter i en patients blod, såsom glukos, syre och insulin, rapporterar CSIC i en uttalande.
För detta har de en givare som bär en antenn som skickar informationen till sjukhusets databaser och en biosensor som ansvarar för att mäta den önskade parametern. Borgmästare indikerar att "beroende på vilken parameter som ska mätas, kommer biosensorn att kräva ett eller annat enzym." När det gäller syre, till exempel, kan det mutanta laccaset också tjäna som ett mätenzym, eftersom det är källan som det använder för att fånga elektroner. Ett glukosoxidasenzym är emellertid nödvändigt för att mäta glukos.
För CSIC-forskaren "representerar detta arbete ett anmärkningsvärt framsteg för tillämpning av lacaser i utformningen av nanobiod-apparater för biomedicinska ändamål". Borgmästaren förklarar: "Den mutant som kan agera i blod kan förenas i framtiden av andra som kan arbeta i tårar och andra mänskliga fysiologiska vätskor."
Forskningen, resultatet av samarbete med forskare från åtta universitet och internationella forskningscentra och två privata företag; Det tillhör 3D-nanobiodevices-projektet i Europeiska unionens VII-ramprogram.
Källa:
Taggar:
Psykologi Kolla Upp Familj
Lacasa är ett enzym känt för sin höga förmåga att oxidera ett brett spektrum av substrat i naturen, för detta använder det syre från luften och släpper vatten som enda biprodukt. En ny mutantversion av detta enzym bibehåller sin oxidationsreducerande kapacitet under de hårda miljöförhållandena i blodomloppet.
"Målet med denna mutant är att fungera som ett element i ett batteri som genererar den ström som är nödvändig för att driva implanterbara nanoskopiska enheter i blodkärlen, " förklarar forskaren vid Institute of Catalysis and Petrochemical of CSIC och ansvarig för arbetet, Miguel Mayor.
Den oxidationsreducerande kapaciteten hos de ursprungliga formerna av laccas hämmas praktiskt taget av blodets pH och den höga saltkompositionen. Enligt forskningen, publicerad idag i tidskriften Chemistry & Biology, är blodaktiviteten hos det mutanta laccaset 42 000 gånger högre än för samma enzym i sitt ursprungliga tillstånd.
Som CSIC förklarar i ett pressmeddelande har processen för att ge upphov till mutanten baserat på riktad evolution. Denna metod återskapar processerna för naturlig evolution anpassade till de önskade miljöerna. CSIC-forskaren medger att "det var nödvändigt en massiv utforskning av mutantbibliotek och analys av mer än 10 000 kloner för att utforma den lämpliga mutanten: ChU-B-laccaset".
Båda nämnda versionen av enzymet och metoden för att utveckla det har gett upphov till CSIC-patent.
Den "underbara nanochipen"
På samma sätt som i naturen tar laccaset emot elektroner från olika underlag, när det är immobiliserat i katoden hos en nanopila tar det elektronerna från anoden, där ett annat enzym oxiderar blodglukos. På detta sätt produceras en kontinuerlig elektrisk ström som gör det möjligt att generera den nödvändiga kraften för att hela enheten ska fungera.
Målet med denna energikälla är att mata implanterbara chips som informerar sjukhuset trådlöst och i realtid om koncentrationen av olika metaboliter i en patients blod, såsom glukos, syre och insulin, rapporterar CSIC i en uttalande.
För detta har de en givare som bär en antenn som skickar informationen till sjukhusets databaser och en biosensor som ansvarar för att mäta den önskade parametern. Borgmästare indikerar att "beroende på vilken parameter som ska mätas, kommer biosensorn att kräva ett eller annat enzym." När det gäller syre, till exempel, kan det mutanta laccaset också tjäna som ett mätenzym, eftersom det är källan som det använder för att fånga elektroner. Ett glukosoxidasenzym är emellertid nödvändigt för att mäta glukos.
För CSIC-forskaren "representerar detta arbete ett anmärkningsvärt framsteg för tillämpning av lacaser i utformningen av nanobiod-apparater för biomedicinska ändamål". Borgmästaren förklarar: "Den mutant som kan agera i blod kan förenas i framtiden av andra som kan arbeta i tårar och andra mänskliga fysiologiska vätskor."
Forskningen, resultatet av samarbete med forskare från åtta universitet och internationella forskningscentra och två privata företag; Det tillhör 3D-nanobiodevices-projektet i Europeiska unionens VII-ramprogram.
Källa:
